JP2000258549A - 埋設物探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズによる誤検出を防止して埋設物を正確
に検出する。 【解決手段】 信号非送信時の受信信号と信号送信時の
受信信号を記録装置２２に記録し、計算機２３により信
号送信時の受信信号の代表信号（Ａ＋Ｂ）から信号非送
信時の受信信号の代表信号Ｂを差し引いた差分信号Ａを
算出して地中状態を表示部２４に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に信号を送信
して埋設物からの反射信号に基づいて埋設物を検出する
埋設物探査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地中に信号を送信して埋設物か
らの反射信号に基づいて埋設物を検出することができ、
この種の装置としてはインパルス型地中レーダが知られ
ている。この種の従来例としては、例えば特開平５−２
８８８４４号公報に示すように、所定の周期で繰り返す
約束波形の信号を送信して得られる受信信号を約束波形
により相関して探知信号を得る場合に、送信周期を一定
にして約束波形を遅延した遅延約束波形信号を相関信号
として生成し、受信信号を被相関信号として周期毎に相
関信号（遅延約束波形信号）を掛け算して得られる信号
に基づいて探知信号を得る方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、地中に信号
を送信して埋設物からの反射信号に基づいて埋設物を検
出する場合、外来ノイズや機器内部に依存するノイズに
より受信電圧が発生する。しかしながら、上記従来例で
は、発生した受信電圧がノイズによるものか、埋設物に
よるものかを判断しないので、埋設物がないにもかかわ
らず埋設物があるものと誤検出するという問題点があ
る。本発明は上記従来例の問題点に鑑み、ノイズによる
誤検出を防止して埋設物を正確に検出することができる
埋設物探査装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の埋設物探査装置
は上記目的を達成するために、地中に信号を送信する送
信アンテナと、受信アンテナと、前記受信アンテナから
の受信信号を複数回記録する記録手段と、前記送信アン
テナから信号非送信時に前記記録手段に記録された複数
回の受信信号の代表信号及び前記送信アンテナから信号
送信時に前記記録手段に記録された複数回の受信信号の
代表信号を計算すると共に、前記２つの代表信号を比較
して両信号に差異のあるところを表示させる表示信号を
生成する計算手段と、前記表示信号を表示する表示手段
とを備えることを特徴とする。ここで表示手段は、埋設
物探査装置と一体になっている必要も、電気的に直接接
続されている必要もない。記録媒体等を介して間接的に
接続されていればよい。

【０００５】本発明によれば、信号送信時の受信信号の
代表信号と信号非送信時の受信信号の代表信号を比較し
て両信号に差異のあるところを表示するので、外来ノイ
ズや機器内部に依存するノイズにより発生する受信電圧
を除去することができ、したがって、ノイズによる誤検
出を防止して埋設物を正確に検出することができる。本
発明はまた、前記計算手段は、２つの代表信号の差が閾
値を超えたところを表示させる表示信号を生成すること
を特徴とする。本発明によれば、２つの代表信号の差が
閾値を超えたところを表示するので、ノイズによる誤検
出を防止して埋設物を正確に検出することができる。

【０００６】本発明はまた、前記閾値を、前記送信アン
テナから信号非送信時に前記記録手段に記録された複数
回の受信信号の分散の固定値倍とすることを特徴とす
る。本発明によれば、ノイズによる誤検出を防止して埋
設物を正確に検出することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る埋設物探査装
置の一実施形態を示すブロック図、図２は信号非送信状
態と信号送信状態における受信信号と差分信号の一例を
示す波形図、図３は反射信号強度とノイズレベルの関係
を示すグラフ、図４はノイズを除去しない場合の地中状
態の表示例を示す説明図である。

【０００８】図１に概略的に示す埋設物探査装置は、地
中１ａの埋設物１を検出するために地中１ａに電磁波信
号を送信する送信部１０と、埋設物１により反射された
電磁波信号を受信する受信部２０により構成されてい
る。送信部１０は信号発生装置１１と、信号発生装置１
１が発生する信号を電磁波として地中に送信する送信ア
ンテナ１２を有する。信号発生装置１１は信号発生回路
１１ａとスイッチ１１ｂを有し、信号発生回路１１ａは
送信信号を常時発生し、スイッチ１１ｂは信号送信状態
（送信信号有り状態）と信号非送信状態（送信信号なし
状態）を生成するために信号発生回路１１ａが発生する
信号をオン、オフする。

【０００９】受信部２０は受信アンテナ２１と、記録装
置２２と、計算機２３と表示器２４を有する。記録装置
２２は受信アンテナ２１を介して受信した信号を時系列
で（デジタルストレージオシロスコープのように）記録
し、計算機２３は記録装置２２に記録された受信信号に
基づいて地中状態を解析し、表示器２４は計算機２３に
より解析された地中状態を表示する。

【００１０】次に、上記実施形態の動作について説明す
る。まず、スイッチ１１ｂをオフにした信号非送信状態
「１」において、受信アンテナ２１を介して受信した時
系列信号を記録装置２２に記録し、これを複数回（ｎ
回）繰り返す。次にスイッチ１１ｂをオンにした信号送
信状態「２」においても同様に、受信アンテナ２１を介
して受信した時系列信号を記録装置２２に記録し、これ
を複数回（ｎ回）繰り返す。

【００１１】ここで、信号非送信状態「１」において外
来ノイズや機器内部に依存するノイズがない場合には受
信電圧＝０ｖであるが、ノイズがある場合には図２
（ａ）に示すような受信電圧が時系列で発生する。そこ
で、計算機２３により、ｎ個の受信信号の平均値や、実
効値（ＲＭＳ）や絶対値の平均値を計算し、図２（ｃ）
に示すように信号非送信状態の受信信号の代表信号Ｂを
求める。この場合、中央値（メジアン）や最頻値（モー
ド）をもって代表信号とすればよい。なお、このとき、
異常に大きいノイズがあるときには代表値がこのノイズ
により影響されないように注意する必要がある。

【００１２】また、信号送信状態「２」において、例え
ば図２（ｂ）に示すように、受信したｎ個の受信信号を
受信する。そして、計算機２３によりｎ個の受信信号の
平均値や実効値（ＲＭＳ）や絶対値の平均値を計算し、
図２（ｄ）に示すように、信号喪心状態の代表信号（Ａ
＋Ｂ）を求める。ここで、この代表信号は埋設物１から
の反射成分Ａとノイズの成分Ｂを含む。

【００１３】そこで、計算機２３により、信号送信状態
「２」における代表信号（Ａ＋Ｂ）から信号非送信状態
「１」における代表信号Ｂを引き算した時系列の差分信
号Ａを求め、これを表示器２４に表示する。例えば図２
（ｃ）（ｄ）にそれぞれ示すような信号送信状態におけ
る代表信号（Ａ＋Ｂ）と信号非送信状態「１」における
代表信号Ｂが得られた場合、その差分信号Ａは図２
（ｅ）に示すように、埋設物１の成分Ａとノイズの成分
Ｂからノイズの成分Ｂを引いた埋設物１の成分Ａのみと
なる。すなわち、図２（ｄ）において、ａの位置は信号
非送信状態と信号送信状態とで受信信号に有意の差があ
るので表示する。また、図２（ｄ）においてｂの位置は
信号非送信状態と信号送信状態とで受信信号に有意の差
が無いので表示しないようにする。

【００１４】ここで、図３に示すように信号送信状態
「２」で埋設物からの反射信号強度Ｖは、信号発信時か
らの経過時間ｔと共に減衰し、ある時点（図の１００ｎ
ｓ）からはノイズレベルを下回る。なお、経過時間ｔは
地中の深さに比例する。したがって、このまま表示する
と、図４に示すようにノイズレベルに対応する深さ以下
（例えば１００ｎｓに対応する深さ以上の深さ）では、
ノイズの成分が表示されることになる。そこで、差分と
所定の閾値を比較して差分＞閾値の場合に埋設物１とし
て表示して、この深さに対応する閾値以下の信号を表示
しないことにより、誤表示を防止することができる。

【００１５】なお、信号非送信状態「１」における代表
信号を求める場合、ｎ個の受信信号の各時刻における分
散を求めるようにしてもよい。これは物理的にノイズに
比例した値をとり、したがって、分散の固定値倍とは、
Ｓ／Ｎ比が何倍以上であるかを示す。なお、検出の限界
としてＳ／Ｎ比は１以上である。

【００１６】また、信号送信状態「２」と信号非送信状
態「１」を生成するために、図１に示す構成では、信号
発生回路１１ａが常時発生する送信信号をスイッチ１１
ｂによりオン、オフするようにしたが、代わりに図５に
示すようにスイッチ１１ｂが信号発生回路１１ａの信号
発生をオン、オフするようにしてもよい。実際の探査作
業では、装置を１地点で固定して以上の作業を行うこと
により１セットとし、１セットが終了すると装置を他の
位置に移動して同じく１セットを行い、これを複数箇所
で行う。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、送
信アンテナから信号非送信時に記録手段に記録された複
数回の受信信号の代表信号と送信アンテナから信号送信
時に記録手段に記録された複数回の受信信号の代表信号
を比較して両信号に差異のあるところを表示させるの
で、外来ノイズや機器内部に依存するノイズにより発生
する受信電圧を除去することができ、したがって、ノイ
ズによる誤検出を防止して埋設物を正確に検出すること
ができる。

【００１８】また、本発明によれば、２つの代表信号の
差が閾値を超えたところを表示させるので、ノイズによ
る誤検出を防止して埋設物を正確に検出することができ
る。また、本発明によれば、閾値を、前記送信アンテナ
から信号非送信時に前記記録手段に記録された複数回の
受信信号の分散の固定値倍とするので、ノイズによる誤
検出を防止して埋設物を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る埋設物探査装置の一実施形態を示
すブロック図である。

【図２】信号非送信状態、信号送信状態における受信信
号と差分信号の一例を示す波形図である。

【図３】反射信号強度とノイズレベルの関係を示すグラ
フである。

【図４】ノイズを除去しない場合の地中状態の表示例を
示す説明図である。

【図５】図１の埋設物探査装置の変形例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 埋設物 １１ 信号発生装置 １１ａ 信号発生回路 １１ｂ スイッチ ２１ 受信アンテナ ２２ 記録装置 ２３ 計算機 ２４ 表示器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に信号を送信する送信アンテナと、 受信アンテナと、 前記受信アンテナからの受信信号を複数回記録する記録
   手段と、 前記送信アンテナから信号非送信時に前記記録手段に記
   録された複数回の受信信号の代表信号及び前記送信アン
   テナから信号送信時に前記記録手段に記録された複数回
   の受信信号の代表信号を計算すると共に、前記２つの代
   表信号を比較して両信号に差異のあるところを表示させ
   る表示信号を生成する計算手段と、 前記表示信号を表示する表示手段とを備えることを特徴
   とする埋設物探査装置。
2. 【請求項２】 前記計算手段は、２つの代表信号の差が
   閾値を超えたところを表示させる表示信号を生成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の埋設物探査装置。
3. 【請求項３】 前記閾値を、前記送信アンテナから信号
   非送信時に前記記録手段に記録された複数回の受信信号
   の分散の固定値倍とすることを特徴とする請求項２記載
   の埋設物探査装置。